初中信息技术川教版（2019）八年级上册第2节 “认识”一个人教案

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看视频|：3秒“认识”一个人

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一  如何从图片“认识”一个人

机器学习需要人脸图片样本数据，让它进行训练，它会学习人脸的特征。给机器训练的数据越多，它的认识就越全面、越准确。

基于图片的人脸识别训练过程如下图

二 识别训练

人脸识别系统组成

下面用同一个人的两张图片“img01.jpg”和“img02.jpg”来训练。这两张图片上是同一个人，标签为“0”。

①准备工作

在后面的程序中将用到LBPH识别器，这个识别器由OpenCV扩展库提供，需要提前安装此扩展模块。安装方法和第一节安装OpenCV的方法相同。

1.卸载以前的OpenCV

如果你以前安装过OpenCV，那么请先卸载干净，否则等Contrib版的装好以后，可能出现无法识别的情况。因为识别的还是之前的版本。 利用PIP命令即可卸载。

pip uninstall opencv-python

②安装Contrib版OpenCV

Python版的Contrib装起来也非常简单，一行命令即可。

安装命令: pip install opencv-contrib-python

知识卡片：LBPH识别器

LBPH是Local Binary Patterns Histograms的缩写，翻译过来就是局部二进制编码直方图。LBPH的主要思想是以当前点与其相邻点的相对关系作为处理结果。正因如此，在图像灰度整体发生变化时，提取的信息仍能保持不变。此方法在人脸识别中运用非常广泛，本节的程序就使用了这种方法来训练机器。OpenCV还提供了另外两种人脸识别方法，分别是EigenFace和FisherFacea

②人脸识别训练

训练机器“认识”人脸。首先要引入模块，读入训练用的两张图片，设置标签为“0”，然后加入LBPH识别器进行识别训练，步骤如下图

导入人脸识别训练的程序代码如下图

程序运行结果如下：

③多个不同的人脸识别训练

多个不同的人脸识别训练与单个人脸识别训练的原理相同，区别在于添加训练图片时选用不同人的照片。以识别两个人为例，只需再增加另一个人的图片进行训练即可。保留前面的“img01.jpg”和“img02.jpg”，这两张图片都是同一个人，标签为“0”;增加两张训练图片“img11.jpg”和“img12.jpg”，这两张图片为同一个人，标签为“1”。

多个不同人脸识别训练的程序代码如下图

运行结果如下

扩展任务:“认识”视频中的人

从视频中“认识”一个人，需要采集足够多的人脸图像信息让机器训练，过程如下图。

1、人脸数据采集。通过摄像头扫描捕捉需要的人脸图像信息，在程序所在的目录创建一个“Facedata”文件夹，用来存放采集的人脸数据，

人脸图像采集代码如下图

程序运行后，先要用户设置一个人脸图片标签。输人标签“0”并按回车键后，摄像头开始自动采集视频中人脸图像并保存到“Facedata”文件夹中。

2．人脸数据训练。在程序所在目录创建一个“face_trainer"文件夹，存放训练后的模型文件，人脸数据训练代码。

安装pillow库的过程

①在开始菜单中输入cmd，打开命令提示符窗口

②在命令提示符中输入"pip install pillow"，进行pillow库的安装，当安装完成后有"Successfully installed"字样

③确认pillow库成功安装，进入到Python后倒入该库，如果没有报错就表示Pillow库安装成功，可以正常使用

导入人脸数据训练代码

代码运行后，导入训练图片和对应标签进行训练，最后在“face_trainer”文件夹中生成训练后的模型文件trainer.yml。

三 人脸识别技术的“前世今生”

1、阅读教材P59内容

2、人脸识别的发展阶段

第一阶段：机器识别（1964年--1990年）研究人脸识别的面部特征，没有实现自动识别

第二阶段：半自动（1991年--1997年）主要研究人工算法识别

第三阶段：非接触式（1998年-2014年）主要研究鲁棒性，例如光照、姿态等

第四阶段：互联网应用（2015年至今）检验技术成熟，大面积推广应用

3、人脸识别技术应用的现状

安防30%

考勤、门禁占42%

金融20%

其他8%

4、实例

看视频3D的应用

课堂练习：

拍几张你好朋友的照片，利用LBPH识别器人脸识别训练，来判断是否为一个人

回忆上节课所讲内容和本节课所讲内容对比

安装opencv-contrib-python

了解人脸识别训练的流程图

导入模块，修改源代码，实现其功能

导入模块，修改源代码，让机器实现“认识”视频中的人

看视频

了解人脸识别训练的过程

学会Python外部模块的安装

为下一步的操作奠定基础

锻炼学生理解力动手能力

开拓思路，培养学生发散思维能力

了解3D在人脸识别中的应用

课堂小结

总结本节课内容

学生自由发言

梳理本节课的知识点，完成学习目标，培养学生总结概况能力

板书设计

“认识”一个人